DE2925534A1 - METHOD AND REAGENT FOR DETERMINING FRUCTOSE - Google Patents
METHOD AND REAGENT FOR DETERMINING FRUCTOSEInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Reagens zur Bestimmung von Fructose.Method and reagent for the determination of fructose.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Reagens zur Bestimmung von Fructose und Fructose enthaltenden Glykosiden, insbesondere in Gegenwart von im Überschuß vorliegenden anderen Kohlehydraten.The invention relates to a method and a reagent for the determination of fructose and fructose-containing glycosides, especially in the presence of other carbohydrates in excess.
Die Bestimmung von Kohlehydraten gehört in der Lebensmittelchemie zu den elementaren analytischen Aufgaben. Es gibt eine große Zahl von analytischen Methoden, welche zur Ermittlung der Kohlehydratzusammensetzung angewendet werden. Eine Zusammenfassung findet sich im "Handbuch der Lebensmittelchemie" II/2 (1967), Springer-Verlag. Die bekannten Analysenverfahren weisen jedoch den Nachteil einer sehr aufwendigen und umständlichen Durchführung auf, wenn es gilt, nicht nur die Summe . aller Kohlehydrate - meist über physikalische oderThe determination of carbohydrates belongs in food chemistry to the elementary analytical tasks. There are a large number of analytical methods which can be used to determine the carbohydrate composition. A summary can be found in "Handbuch der Lebensmittelchemie" II / 2 (1967), Springer-Verlag. However, the known analytical methods have the disadvantage of a very complex and cumbersome implementation, if it is not just the sum. of all carbohydrates - mostly via physical or
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physiko-chemische Verfahren - zu ermitteln (ζ. Β. Extraktgehalt über Refraktometrie, Dichtebestimmung oder Polarimetrie), sondern auch eine Selektivierung der verschiedenen Kohlehydratbestandteile anzustreben.physico-chemical process - to be determined (ζ. Β. extract content via refractometry, density determination or polarimetry), but also a selectivation of the to strive for different carbohydrate components.
Die wichtigsten Zucker in der Lebensmittelchemie sind Glucose, Fructose und Saccharose. Wegen des Mangels an chemischen Methoden zur Bestimmung von Glucose und Fructose nebeneinander wird im Bereich der Lebensmittelchemie zumeist die Summe beider Zucker bestimmt und dieser Meßwert als "Reduktionszucker" oder "reduzierende Zucker" zur Beurteilung von Lebensmitteln herangezogen. Ausdruck dieser analytischen Schwäche sind sehr viele Lebensmittelgesetze und Verordnungen, in denen gerade diese Zuckerformen verankert sind (Weingesetz, Fruchtsaft-Verordnung, Verordnung über Obsterzeugnisse).The most important sugars in food chemistry are glucose, fructose and sucrose. Because of the lack of Chemical methods for the determination of glucose and fructose side by side is used in the field of food chemistry mostly the sum of both sugars is determined and this measured value is called "reducing sugar" or "reducing sugar" Sugar "is used to assess food. There are many expressions of this analytical weakness Food laws and regulations in which precisely these forms of sugar are anchored (wine law, fruit juice regulation, Regulation on fruit products).
In vielen Fällen ist die Bestimmung des Extraktgehalts (über Trockenverlust bestimmt) durchaus repräsentativ für den Gehalt an reduzierenden Zuckern oder man bedient sich der Luff/Schoorl-Methode (Chem. Weekbl. 9_, 678, 7o6 (1912); ZUL Sl_, 566 (1929)), mit der man die reduzierenden Eigenschaften der Monosaccharide zur Gehaltsbestimmung auswerten kann.In many cases, the determination of the extract content (determined via drying loss) is quite representative for the content of reducing sugars, or the Luff / Schoorl method is used (Chem. Weekbl. 9_, 678, 706 (1912); ZUL Sl_, 566 ( 1929)), with which one can evaluate the reducing properties of the monosaccharides to determine the content.
Sehr störanfällig wird dieses Verfahren jedoch dann, wenn auch andere reduzierende Komponenten im Lebensmittel vorliegen (Vitamin C in Fruchtsäften, Galacturonsäure, Reduktone in Wein; siehe G. Baumann und K. Gierschner, Ind. Obst- und Gemüseverwertung ^6_, 165 (1971)). In solchen Fällen wird eine spezifische Bestimmung der Glucose und der Fructose unerläßlich. Zwar sind auch Methoden bekannt, um eine solche Differenzierung vornehmen zu können (z. B. alkalische Jod-Methode), doch' sind diese störanfällig.However, this process is very susceptible to failure if there are also other reducing components in the food present (vitamin C in fruit juices, galacturonic acid, Reductones in wine; see G. Baumann and K. Gierschner, Ind. Obst- und Gemüseverwertung ^ 6_, 165 (1971)). In in such cases a specific determination of glucose and fructose becomes indispensable. True are also Methods known to be able to make such a differentiation (e.g. alkaline iodine method), but ' are these prone to failure.
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Eine wesentliche Verbesserung bei der Fructosebestimmung brachte die Anwendung einer enzymatischen Methode, welche in den letzten Jahren immer stärkere Verbreitung fand. Sie beruht auf der Phosphorylierung der Fructose mit ATP in Gegenwart von Hexokinase und Phosphoglucoseisomerase und Bildung von Glucose-6-phosphat und dessen Bestimmung mit seiner Dehydrogenase und NADP. Aber auch diese Methode ist in der einfachen Form nur dann anwendbar, wenn die Konzentrationen von Glucose und Fructose in Verhältnissen von 1 : o,o3 bis 1 : 3o vorliegen. Außerhalb dieses Bereichs liegende Konzentrationsverhältnisse zwingen auch bei Anwendung der enzymatischen Methodik dazu, ergänzende Techniken anzuwenden, z, B. die Beseitigung einer Zuckerkomponente. Überschüssige Glucose kann neben geringen Mengen Fructose mit Hilfe von Glucoseoxidase (GOD) völlig entfernt werden, so daß die anschließende Messung von Fructose möglich wird (H. U. Bergmeyer, "Methoden der enzymatischen Analyse" 1974, Verlag- Chemie, Weinheim, S. 1349). Bei extremen Überschüssen von Glucose neben geringen Fructosekonzentrationen dagegen ist eine völlige Entfernung der Glucose nicht möglich (H. 0. Beutler, G. Michal, G. Beinstingl: Deutsche Lebensm. Rundschau 1978). In diesen Fällen kann die Glucosekonzentration bei Anwendung des GOD-Verfahrens lediglich auf eine Restkonzentration gesenkt werden, wonach dann eine meßfähige Konzentration beider ZuckerkOpponenten resultiert.The use of an enzymatic method, which has become more and more widespread in recent years. It is based on the phosphorylation of fructose with ATP in the presence of hexokinase and phosphoglucose isomerase and formation of glucose-6-phosphate and its Determination with its dehydrogenase and NADP. But even this method can only be used in its simple form if when the concentrations of glucose and fructose are in ratios of 1: 0.03 to 1: 30. Concentration ratios lying outside this range are also compelling when using the enzymatic one Methodology for applying complementary techniques, e.g. removing a sugar component. Excess In addition to small amounts of fructose, glucose can be completely removed with the help of glucose oxidase (GOD) that the subsequent measurement of fructose is possible (H. U. Bergmeyer, "Methods of enzymatic analysis" 1974, Verlag-Chemie, Weinheim, p. 1349). With extreme excesses of glucose in addition to low fructose concentrations on the other hand, a complete removal of the glucose is not possible (H. 0. Beutler, G. Michal, G. Beinstingl: German Lebensm. Rundschau 1978). In these cases, the glucose concentration when using the GOD method can only be reduced to a residual concentration, after which a measurable concentration of both sugar components results.
Auch die Ermittlung des Gehalts an anderen Fructoseeinheiten enthaltenden Kohlehydraten, wie z. B. Saccharose. (GlucosyIfructose) bereitet Schwierigkeiten, wenn ungünstige Zuckerverhältnisse vorliegen. Im allgemeinen kann Saccharose durch ein polarimetrisches Verfahren hinreichend spezifisch bestimmt werden (optischer Drehwert einer Lösung vor und nach Inversion). Dieses Verfahren versagt aber in Gegenwart hoher KonzentrationenThe determination of the content of other carbohydrates containing fructose units, such as. B. sucrose. (GlucosyIfructose) causes trouble, though there are unfavorable sugar ratios. In general, sucrose can be obtained by a polarimetric method be determined with sufficient specificity (optical rotation value of a solution before and after inversion). This method but fails in the presence of high concentrations
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anderer Zucker oder von Polysacchariden. So ist es nicht möglich, mit jener Methode kleine Saccharosekon-zentrationen neben hohen Anteilen von Stärke in Kindernahrungsmitteln oder diätetischen Lebensmitteln zu bestimmen. Hier würde die enzymatische Methode unter Verwendung von ß-Fructosidase zur Saccharosemessung geeignet sein. Dieses Verfahren wiederum ist wenig anwendbar, wenn im Lebensmittel außerdeir hohe Konzentrationen von Malzextrakt und Glucose vorliegen. Bei ungünstigen Verhältnissen von Saccharose und anderen Kohlehydraten muß daher - auch bei Anwendung enzymatischer Meßtechniken - eine aufwendige Probenvorbereitung vorangehen, bevor die Saccharose bestimmt werden kann.other sugars or from polysaccharides. So it is not possible to use this method to obtain small sucrose concentrations in addition to high levels of starch in food for children or dietetic foods to determine. Here the enzymatic method would be below Use of ß-fructosidase for sucrose measurement be suitable. This procedure, in turn, is not very applicable, if the food also contains high concentrations of malt extract and glucose. In the case of unfavorable Ratios of sucrose and other carbohydrates must therefore - even when using enzymatic Measurement techniques - an extensive sample preparation precedes before the sucrose can be determined.
In der klinischen Chemie wird zu bestimmten diagnostischen Zwecken die Ermittlung der Fructosekonzentration nützlich sein. Da diese Konzentration im Blut sehr niedrig gegenüber der gleichzeitig hohen Konzentration von Glucose vorliegt, kann eine Messung jener Konzentration nur mit hohem Aufwand erfolgen.In clinical chemistry, the determination of the fructose concentration is used for certain diagnostic purposes to be useful. Since this concentration in the blood is very low compared to the simultaneously high concentration of If glucose is present, this concentration can only be measured with great effort.
Bei der Inulin-Clearance ist die Bestimmung von Inulin im Blut wünschenswert. Nach Hydrolyse des Inulins (PoIyfructose, Fructosan) durch Säurebehandlung oder durch Inulinase erhält man das Hydrolyseprodukt Fructose, aus dessen Konzentration auf den Inulingehalt geschlossen werden .kann.For inulin clearance, the determination of inulin in the blood is desirable. After hydrolysis of the inulin (polyfructose, Fructosan) acid treatment or inulinase results in the hydrolysis product fructose, from its concentration on the inulin content can be concluded.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung von Fructose zu schaffen, welches die obigen Nachteile nicht aufweist und sich insbesonde in Gegenwart von im Überschuß vorliegenden anderen Kohlehydraten, wie Zuckern oder Polysacchariden, durchführen läßt. Dieses Verfahren soll auch zur Bestimmung von aus anderen Kohlehydraten freigesetzter Fructose geeignet sein und damit die Bestimmung derartiger fructose-The invention is therefore based on the object of creating a method for determining fructose which does not have the above disadvantages and especially in the presence of other carbohydrates in excess, like sugars or polysaccharides. This procedure is also intended for the determination of fructose released from other carbohydrates be suitable and thus the determination of such fructose-
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. r·. r
haltiger Kohlehydrate ermöglichen.containing carbohydrates.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung von Fructose und Fructose enthaltenden Glykosiden, insbesondere in Gegenwart von im Überschuß vorliegenden anderen Zuckern oder Polysacchariden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die gegebenenfalls zuerst aus dem Glykosid in Freiheit gesetzte Fructose mit UDPG und Saccharosesynthetase umgesetzt wird unter Bildung von UDP, welches in an sich bekannter Weise bestimmt wird.According to the invention, this object is achieved by a method for determining fructose and fructose-containing substances Glycosides, especially in the presence of other sugars or polysaccharides in excess, which is characterized in that the optionally first set free from the glycoside Fructose is reacted with UDPG and sucrose synthetase to form UDP, which is known per se Way is determined.
überraschenderweise gelingt es erfindungsgemäß, Fructose und fructosehaltige Glykoside unabhängig von der Konzentration anderer Zucker oder Kohlehydrate zu bestimmen. Beispielsweise wurde gefunden, daß auch in großem Überschuß vorliegende Cellulose, Pentosane, Hemicellulosen, Mannane, Galactane, Inulin, Laevan, Raffinose, Saccharose, Lactose, Maltose, Glucosephosphat, Mannose, Mannosephosphat, Mannit, Mannitphosphat, Galactose, Galactosephosphat, Fructosephosphat, Sorbit, Sorbitphosphat, Inosith, Pentosen, wie Ribose, Arabinose und Xylose, Pentosephosphat, Erythrit und Erythritphosphat nicht stören. Dies ist um so überraschender, als nach Angaben der Literatur auch andere Kohlehydrate, wie z. B. Fructose-6-phosphat, von der Saccharosesynthetase umgesetzt werden. Ebenso erstaunlich ist, daß die Fructosebestimmung auch durch einen hohen Überschuß an Saccharose, welche ja Reaktionsprodukt ist, nicht gestört wird.Surprisingly, according to the invention, it is possible to obtain fructose and to determine fructose-containing glycosides independently of the concentration of other sugars or carbohydrates. For example, it has been found that cellulose, pentosans, hemicelluloses, Mannans, galactans, inulin, levan, raffinose, sucrose, lactose, maltose, glucose phosphate, mannose, mannose phosphate, Mannitol, mannitol phosphate, galactose, galactose phosphate, fructose phosphate, sorbitol, sorbitol phosphate, Inosite, pentoses such as ribose, arabinose and xylose, pentose phosphate, erythritol and erythritol phosphate are not disturb. This is all the more surprising as, according to the literature, other carbohydrates, such as. B. Fructose-6-phosphate, converted by sucrose synthetase. It is just as astonishing that the fructose determination is not disturbed by a high excess of sucrose, which is a reaction product.
Im übrigen war durchaus nicht vorhersehbar, daß die Saccharosesynthetase sictu überhaupt zur Fructosebestimmung eignen würde, zumal dieses Enzym schon seit mehr als 2o Jahren bekannt ist, ohne daß man eine solche Verwendung bisher in Betracht gezogen hat.In addition, it was by no means foreseeable that the sucrose synthetase would even be used for the determination of fructose would be suitable, especially since this enzyme has been known for more than 20 years without any such use has considered so far.
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Für die Messung des bei der Reaktion neben Saccharose gebildeten UDP kommen verschiedene Methoden in Betracht. Bevorzugt wird die an sich bekannte Umsetzung von UDP mit Phosphoenolpyruvat (PEP) in Gegenwart von Pyruvatkinase (PK) und Lactatdehydrogenase (LDH) sowie NADH unter Bildung von NAD. Dieses Verfahren läßt sich durch folgende Reaktionsgleichuncen veranschaulichen:Various methods can be considered for measuring the UDP formed in addition to sucrose in the reaction. The reaction, known per se, of UDP with phosphoenolpyruvate (PEP) in the presence of pyruvate kinase is preferred (PK) and lactate dehydrogenase (LDH) as well as NADH with the formation of NAD. This process can go through the following reaction equations illustrate:
PTfPTf
(1 ) UDP + PEP — > UTP + Pyruvat ( 1) UDP + PEP -> UTP + pyruvate
(2) Pyruvat + NADH + H+ £l22 ^ Lactat + NAD+ (2) Pyruvate + NADH + H + £ 122 ^ lactate + NAD +
Die photometrisch meßbare Umwandlung von NADH zu NAD ist proportional der Fructosekonzentration. Andere Möglichkeiten der UDP-Bestimmung beruhen auf der Phosphorylierung mit einem Phosphatdonator, wie ATP, in Gegenwart der entsprechenden Kinase und Messung des entphosphorylierten Phosphatdonators, wie ADP, nach bekannten Methcden. Auch gebildetes UTP kann gemessen werden.The photometrically measurable conversion of NADH to NAD is proportional to the fructose concentration. Other possibilities The determination of UDP is based on phosphorylation with a phosphate donor, such as ATP, in the presence the corresponding kinase and measurement of the dephosphorylated phosphate donor, such as ADP, according to known methods. Formed UTP can also be measured.
Eine weitere, auf diesem Prinzip beruhende Ausführungsform besteht in der Phosphorylierung mit Formylphosphat in Gegenwart von Formiatkinase (E.C. 2.7.2.6) unter Bildung von Ameisensäure, welche beispielsweise wiederum mit Formiatdehydrogenase (E.C 1.2.1.2) in Gegenwart von NAD umgesetzt werden kann unter Bildung von NADH, welches in .üblicher Weise gemessen wird.Another embodiment based on this principle consists in phosphorylation with formyl phosphate in the presence of formate kinase (E.C. 2.7.2.6) with the formation of formic acid, which in turn, for example with formate dehydrogenase (E.C 1.2.1.2) in the presence of NAD can be converted to form NADH, which is measured in a customary manner.
Ein anderes, auf diesem Prinzip beruhendes Beispiel besteht in der Phosphorylierung mit Arginylphosphat in Gegenwart von Argininkinase (E.C.2.7.3.3), Spaltung des gebildeten freien Arginins mit Arginase (E.C 3.5.3.1) unter Bildung von Harnstoff, der in üblicher Weise bestimmt wird, beispielsweise durch Spaltung mit Urease E.C 3.5.1.5) unter Bildung von Ammoniak, welcher gemessen wird.Another example based on this principle is the phosphorylation with arginyl phosphate in Presence of arginine kinase (E.C.2.7.3.3), cleavage of the formed free arginine with arginase (E.C 3.5.3.1) with the formation of urea, which is determined in the usual way is, for example, by cleavage with urease E.C 3.5.1.5) with the formation of ammonia, which is measured will.
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Das erfindungsgemäße. Verfahren wird, wie bei enzymatischen Bestimmungsmethoden üblich, in gepufferter wäßriger Lösung durchgeführt. Im allgemeinen erweist sich dabei ein pH-Bereich zwischen 6 und 1o,5 als geeignet. Hinsichtlich der Art des Puffers bestehen keine Beschränkungen. Bevorzugt werden Glycinpuffer, Glycylglycinpuffer, Tris-Puffer und TRA-Puffer. Ferner wird die Umsetzung zweckmäßig in Gegenwart von Magnesiumionen vorgenommen, beispielsweise in Gegenwart von Magnesiumchlorid.The inventive. Procedure is as with enzymatic Determination methods customary, carried out in buffered aqueous solution. In general it turns out to be a pH range between 6 and 10.5 is suitable. There are no restrictions on the type of buffer. Glycine buffer, glycylglycine buffer, Tris buffer and TRA buffer are preferred. Furthermore, the implementation expediently made in the presence of magnesium ions, for example in the presence of magnesium chloride.
Wie bereits erwähnt, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Bestimmung von Fructose selbst, sondern auch zur Bestimmung von anderen, Fructose enthaltenden Kohlehydraten, aus denen sich die Fructose quantitativ abspalten läßt, so daß die freigesetzte Fructose ein Maß für die Menge des Kohlehydrats darstellt. Zu derartigen Kohlehydraten gehören beispielsweise Disaccharide, Trisaccharide, Tetrasaccharide, Pentaosen und Polysaccharide. In der folgenden Tabelle sind Beispiele für derartige Fructoseeinheiten enthaltende Kohlehydrate aufgeführt unter Angabe ihrer Struktur, für die Spaltung geeigneter Enzyme und Vorkommen. Soweit keine spezifische Spaltungsenzyme zur Verfügung stehen, kann die Spaltung chemisch erfolgen, beispielsweise durch Säurehydrolyse nach üblichen Methoden. Ein Beispiel hierfür ist die Hydrolyse mit verdünnter Perchlorsäure. As already mentioned, the one according to the invention is suitable Method not only for the determination of fructose itself, but also for the determination of others containing fructose Carbohydrates from which the fructose can be split off quantitatively, so that the released Fructose is a measure of the amount of carbohydrate. Such carbohydrates include, for example Disaccharides, trisaccharides, tetrasaccharides, pentaoses and polysaccharides. The following table shows examples of such fructose units containing Carbohydrates listed with details of their structure, enzymes suitable for cleavage and occurrence. So far no specific cleavage enzymes are available, the cleavage can take place chemically, for example by acid hydrolysis according to customary methods. An example this is done by hydrolysis with dilute perchloric acid.
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CDO
CD
Glucosyl-Saccharose
GentianoseGlucosyl sucrose
Gentianosis
GIu 3/6 GIu 1/2 Fru GIu 1/2 GIu 1/2 FruGIu 3/6 GIu 1/2 Fru GIu 1/2 GIu 1/2 Fru
Umbelliferose
LactosaccharoseUmbelliferosis
Lactosucrose
RaffinoseRaffinose
Gal .1/2 GlU 1/2 Fru Gal .1/4 GIu .1/2 Fru Gal ]/6 GIu 1/2 FruGal .1 / 2 GlU 1/2 Fru Gal .1 / 4 GIu .1 / 2 Fru Gal] / 6 GIu 1/2 Fru
Spaltungs-Cleavage
onzyniüonzyniü
Vox'koiiuuenVox'koiiuuen
BienenhonigBee honey
, Bier, Beer
^-Glucosidase^ -Glucosidase
EmulsinEmulsin
GalactosidaseGalactosidase
Arzneimitteldrug
Tabak, MaisTobacco, corn
Invertase (Hefe)Invertase (yeast)
Invertase (Hefe)Invertase (yeast)
liefert Gentiobiosesupplies gentiobiosis
und Fructoseand fructose
EmulsinEmulsin
liefert Saccharoseprovides sucrose
und Glucoseand glucose
ro cn cn coro cn cn co
InvertaseInvertase
Melasse.Extrakte aus Zuckerrüben; stört
Kristallisation der
1 ■ rrharoseMolasses. Extracts from sugar beet; disturbs
Crystallization of the
1 ■ rrharose
NameSurname
Struktur SpaltungsenzymeStructure cleavage enzymes
VorkommenOccurrence
Kestose
6-Kestose
Melizitose
PlanteoseKestosis
6-kestosis
Melicitis
Planteose
TetrasaccharideTetrasaccharides
GIu 1/2 Fru 1/2 FruGIu 1/2 Fru 1/2 Fru
GIu 1/2 Fru 6/2 FruGIu 1/2 Fru 6/2 Fru
GIu 1/3 Fru 2/1 GIuGIu 1/3 Fru 2/1 GIu
Gal 1/6 Fru 1/2 GIuGal 1/6 Fru 1/2 GIu
-Glucosidase-Glucosidase
Qco
Q
InvertaseInvertase
InulinInulin
IrisinIrisine
SitosinSitosin
LaevaneLaevane
Fru 1/2 /Fru 1/27 2/1 GIuFru 1/2 / Fru 1/27 2/1 GIu
(dazu ca. 6 % Glucoseeinheiten in der Kette)
Invertase
Inulase(plus approx. 6% glucose units in the chain) invertase
Inulase
Fru 2/6 /Fru 2/67 Fru 2/1 GIuFru 2/6 / Fru 2/67 Fru 2/1 GIu
Bienenhonig
BienenhonigBee honey
Bee honey
Manna
Tabakmanna
tobacco
Artischocken, SojaArtichokes, soy
Haferoats
Wollkraut/Wur zeInWollkraut / Wur zeIn
DahlienknollenDahlia bulbs
Chicoreechicory
Artischockenartichokes
IriswurzelnOrris roots
WeizenährenEars of wheat
Gräser, HalmeGrasses, stalks
cn <s\ cn <s \
NameSurname
Strukturstructure
SpaltungsenzymeCleavage enzymes
VorkommenOccurrence
Phlein
Avenarin
Secalin
PructosanPhlein
Avenarin
Secalin
Pructosan
Fru 2/6 ,/Fru 2/β7η Fru 2/1 GIuFru 2/6, / Fru 2 / β7 η Fru 2/1 GIu
Verzweigtes Polyfructosid /2/6-Verknüpfung7 mit endständiger GlucoseBranched polyfructoside / 2/6 linkage7 with terminal glucose
Haferhalme PoggenstrohOat straws pogging straw
O O CDO O CD
cn cn cocn cn co
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Reagens zur Bestimmung von Fructose und Fructose enthaltenden Glykosiden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es UDPG, Saccharosesynthetase, Puffersubstanz und ein System zur Bestimmung von UDP enthält.Another object of the invention is a reagent for the determination of fructose and fructose-containing Glycosides, which is characterized in that it is UDPG, sucrose synthetase, buffer substance and a system for determining UDP.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Reagens besteht das System zur Bestimmung von UDP aus Phosphoenolpyruvat, Pyruvatkinase, Lactatdehydrogenase und NADH.In a preferred embodiment, this reagent consists the system for the determination of UDP from phosphoenolpyruvate, pyruvate kinase, lactate dehydrogenase and NADH.
Besonders günstige Ergebnisse bei Verwendung dieses bevorzugten Systems werden mit einem Reagens erhalten, welches οParticularly favorable results using this preferred system are obtained with a reagent which ο
o,o5 bis 1o U/ml Saccharosesynthetase, o,o5 bis 5o U/ml Pyruvatkinase, o,o5 bis 5o U/ml Lactatdehydrogenase, 1 bis 15 mMol/1 UDPG,o, o5 to 1o U / ml sucrose synthetase, 0.05 to 50 U / ml pyruvate kinase, 0.05 to 50 U / ml lactate dehydrogenase, 1 to 15 mmol / 1 UDPG,
o,1 bis 1o mMol/1 Phosphoenolpyruvat, o,1 bis 1 mMol/1 NADH und o,o5 bis o,5 Mol/l Puffer, pH 6 bis 1o,5, bezogen auf fertige Testlösung, enthält.0.1 to 1o mmol / 1 phosphoenolpyruvate, 0.1 to 1 mmol / 1 NADH and Contains 0.05 to 0.5 mol / l buffer, pH 6 to 10.5, based on the finished test solution.
Die vorstehenden Konzentrationsangaben beziehen sich auf das fertige Testreagens in gelöster Form. Neben den angeführten Bestandteilen kann das Reagens noch Magnesiumsalze, Stabilisatoren, Aktivatoren für die Enzyme enthalten. Derartige Substanzen sind dem Fachmann bekannt und für enzymatische Reagenzien üblich. Das Reagens liegt vorzugsweise in Trockenform vor, beispielsweise in lyophilisiertem Zustand, da es in dieser Form haltbarer ist als in gelöstem Zustand. Desgleichen kann das Reagens einen festen, vorzugsweise blattförmigen oder streifenförmigen Träger aufweisen, welcher mit dem Reagens imprägniert ist, unter Bildung eines sogenannten "Teststreifens". Geeignet sind die für Teststreifen gebräuch-The above concentration data relate to the finished test reagent in dissolved form. In addition to the listed Components, the reagent can also contain magnesium salts, stabilizers, activators for the enzymes. Such substances are known to the person skilled in the art and are customary for enzymatic reagents. The reagent lies preferably in dry form, for example in lyophilized State, as it is more durable in this form than in the dissolved state. The reagent have a solid, preferably sheet-shaped or strip-shaped carrier which is impregnated with the reagent is to form a so-called "test strip". The ones used for test strips are suitable
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lichen Träger, wie Papier, poröse Plastikfolien u.a.common carriers, such as paper, porous plastic films, etc.
In einer weiteren Ausführungsform besteht das System zur Bestimmung von UDP aus einem Phosphatdonator, z.B. ATP, Formylphosphat oder Arginylphosphat, der entsprechenden Kinase, z. B. ATP-Kinase, Formiatkinase oder Argininkinase, und einem Reagens zur Bestimmung des entphosphorylierten Phosphatdonators.In another embodiment, the system exists for the determination of UDP from a phosphate donor, e.g. ATP, formyl phosphate or arginyl phosphate, the corresponding Kinase, e.g. B. ATP kinase, formate kinase or arginine kinase, and a reagent for determining the dephosphorylated phosphate donor.
Die Erfindung eignet sich grundsätzlich zur raschen und einfachen störungsfreien Bestimmung von Fructose jeglicher Herkunft. Besonders geeignet ist das Verfahren zur Bestimmung der Fructose in biologischen Substanzen, wie Lebensmitteln, Körperflüssigkeiten und dergleichen. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Bestimmung auch in Gegenwart großer Überschüsse anderer Kohlehydrate durchführbar ist.The invention is basically suitable for the rapid and simple, trouble-free determination of any fructose Origin. The method is particularly suitable for determining fructose in biological substances such as Foods, body fluids and the like. A A particular advantage is that the determination can also be carried out in the presence of large excesses of other carbohydrates is feasible.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.The following examples further illustrate the invention.
Die in den Beispielen und in der vorangehenden Beschreibung verwendeten Abkürzungen sind in der folgenden Liste zusammengefaßt und erläutert:The abbreviations used in the examples and in the preceding description are in the following list summarized and explained:
GOD GlucoseoxidaseGOD glucose oxidase
LDH LactatdehydrogenaseLDH lactate dehydrogenase
NAD ß-Nicotinamid-adenin-dinucleotidNAD ß-nicotinamide adenine dinucleotide
NADH ß-Nicotinamid-adenin-dinucleotid, reduziertNADH ß-nicotinamide adenine dinucleotide, reduced
PEP PhosphoenolpyruvatPEP phosphoenolpyruvate
PK PyruvatkinasePK pyruvate kinase
Tra TriäthanolaminTra triethanolamine
UDP Uridin-5'-diphosphatUDP uridine 5'-diphosphate
UDPG Uridin-5'-diphosphoglucoseUDPG uridine-5'-diphosphoglucose
UTP Uridin-5'-triphosphat.UTP uridine 5'-triphosphate.
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Allgemeine Bestimmung von Fructose aus wäßriger Lösung: Meßtemperatur: 25°C, Meßwellenlänge: 36 5 nt, 1 cm Küvetten, Testvolumen: 3,12 ml.General determination of fructose from aqueous solution: measuring temperature: 25 ° C, measuring wavelength: 36 5 nt, 1 cm cuvettes, test volume: 3.12 ml.
AusgangslösungInitial solution
Probe Leerwert Konzentration (ml) (ml) im TestSample blank concentration (ml) (ml) in the test
Fructose/ml)Sample solution (approx. 0.5
Fructose / ml)
(aus Weizenkeimling)Sucrose synthetase,
(from wheat germ)
mischen, ca. 3o Minuten inkubieren, nach Stillstand der Extinktionsabnähme Extinktion der Probe und des Leerwerts (E2) messen. Berechnung von Δ E aus den Extinktionsdifferenzen. Aus der Differenz ergibt sich der Fructosegehalt der Probe nach der Formel:Mix, incubate for approx. 30 minutes, after the decrease in absorbance has stopped, measure the absorbance of the sample and the blank value (E 2). Calculation of Δ E from the extinction differences. The fructose content of the sample results from the difference according to the formula:
Fructose ßMol/XJ =Δε χ 9,18Fructose ßMol / XJ = Δε χ 9.18
03006A/015703006A / 0157
-ν--ν-
Beispiel 2Example 2
Bestimmung von Saccharose in reiner Lösung. Meßtemperatür: 25 C, Meßwellenlänge: 365 nm, 1 cm Küvetten, Testvolumen: 3,34 ml.Determination of sucrose in pure solution. Measuring temperature: 25 C, measuring wavelength: 365 nm, 1 cm cuvettes, test volume: 3.34 ml.
AusgangslösungInitial solution
Probe Leerwert Konzentration (ml) (ml) in der Inkubationslösung bzw.im TestSample blank Concentration (ml) (ml) in the incubation solution or in the test
pH 4,6Citrate buffer, ο, 32 mol / l ,.
pH 4.6
80 U/mlInvertase (ß-fructosidase)
80 U / ml
charose/ml)Sample solution (approx. 1 mg sac
charose / ml)
o,3 Mol/lTra buffer, pH 8.0,
0.3 mol / l
mischen, ca. 3o Minuten inkubieren, nach Stillstand der Extinktionsabnähme Extinktion der Probe gegen Extinktion des Leerwerts messen (E2). Berechnung vonÜE aus den Extintkionsdifferenzen. Aus der Differenz ergibt sich der Saccharosegehalt nach der Formel:Mix, incubate for approx. 30 minutes, after the decrease in absorbance has stopped, measure the absorbance of the sample against the absorbance of the blank value (E 2 ). Calculation of TU from the absorbance differences. The sucrose content results from the difference according to the formula:
Saccharose ^inMol/lJ = Δε χ 9,82Sucrose ^ in mol / lJ = Δε χ 9.82
03006A/015703006A / 0157
-WT--WT-
Beispiel 3 .Example 3.
Bestimmung von geringen Fructosekonzentratxonen neben 2oo-fachen Überschüssen an Glucosekonzentratxonen. Meßtemperatur: 25°C, Meßwellenlänge: 365 nm, 1 cm Küvetten, Testvolumen: 3,12 ml.Determination of low fructose concentrates in addition to 200-fold excess of glucose concentrates. Measuring temperature: 25 ° C, measuring wavelength: 365 nm, 1 cm cuvettes, test volume: 3.12 ml.
Aus gan gs lö s un gFrom the very beginning
Probe Leerwert Konzentration (ml) (ml) im TestSample blank concentration (ml) (ml) in the test
Tra-Puffer, pH 8,o; o,1 Mol/l 1,oTra buffer, pH 8, o; o, 1 mol / l 1, o
NADH, 6,ο mMol/1 ' o,1NADH, 6, ο mmol / 1 'o, 1
PEP, 45 mMol/1 o,1PEP, 45 mmol / 10, 1
UDPG, 73 mMol/1 o,1UDPG, 73 mmol / 10, 1
MgCl2/KCl, je o,2 Mol/l o,1MgCl 2 / KCl, each o, 2 mol / lo, 1
PK/LDH, je 2oo U/ml o,o2PK / LDH, each 2oo U / ml o, o2
Glcuose, 32o mMol/1 o,1Glucose, 32o mmol / 10, 1
Prpbelösung (ca. o,5 mg
Fructose/ml)Sample solution (approx. 0.5 mg
Fructose / ml)
1,31.3
ca. o,1 mMol/1approx. 0.1 mmol / 1
mischen, Extinktion
starten mitmix, absorbance
start with
nach ca» 5 Minuten messen, dannmeasure after about 5 minutes, then
Saccharosesynthetase, 2ο U/ml o,2 o,2Sucrose synthetase, 2ο U / ml o, 2 o, 2
1,3 U/ml1.3 U / ml
mischen, ca. 3ο Minuten inkubieren, nach Stillstand der Extinktionsabnahme Extinktion der Probe und Extinktion des Leerwerts messen (E2).Mix, incubate for approx. 30 minutes, after the decrease in absorbance has stopped, measure the absorbance of the sample and the absorbance of the blank value (E 2 ).
Berechnung von Δε aus den Extinktionsdifferenzen. Aus der Differenz ergibt sich der Fructosegehalt der Probe nach der Formel:Calculation of Δε from the extinction differences. The fructose content of the sample results from the difference according to the formula:
Fructose /mMoL/l/ = Δ.Ε χ 9,18Fructose / mmol / l / = Δ.Ε χ 9.18
030064/0157030064/0157
Beispiel 4 .Example 4.
Bestimmung von Inulin im Serum. Durch Hydrolyse mit Säure wird Inulin quantitativ zu Fructose hydrolysiert, welche dann bestimmt wird. Hydrolysetemperatur: 800C, Meßtemperatur: 25°C, Meßwellenlänge: 36 5 nm, 1 cm Küvetten, Testvolumen: 3,22 ml.Determination of inulin in serum. By hydrolysis with acid, inulin is quantitatively hydrolyzed to fructose, which is then determined. Hydrolysis temperature: 80 0 C, measurement temperature: 25 ° C, measurement wavelength: 36 5 nm, 1 cm cuvette, test volume: 3.22 ml.
AusgangslösungInitial solution
Probe Leerwert Konzentration (ml) (ml) in der Inkuba-. tionslösungSample blank concentration (ml) (ml) in the incubator. solution
Vollblut (mit ca. o,5 g Inulin/1)Whole blood (with approx. 0.5 g inulin / 1)
Perchlorsäure, o,3 Mol/lPerchloric acid, 0.3 mol / l
o,1 - ca. Ο/28 mMol/1 1,o 1,o o,27 Mol/l0.1 - approx. Ο / 28 mmol / 1 1, o 1, o o, 27 mol / l
mischen, ca. 3o Minuten inkubieren, nach Stillstand der Extinktionsabnahme Extinktion der Probe und des LeerwertsMix, incubate for approx. 30 minutes, after the decrease in absorbance has stopped, absorbance of the sample and the blank value
(E-) messen.(E-) measure.
£0£ 0
030064/0157030064/0157
Berechnung von ΔE aus den Extinktionsdifferenzen» Aus der Differenz ergibt sich der Inulingehalt nach derCalculation of ΔE from the extinction differences » The difference is the inulin content after
Formel:Formula:
inulin /roMol/1/ = Δε χ 3f22> (1,ο+ο,Ι.Q,8Ta)).1,o4b>inulin / roMol / 1 / = Δε χ 3 f 22> (1, ο + ο, Ι.Q, 8T a) ) .1, o4 b >
J f fs · O ψ \ J f fs O ψ \
= Δε χ Ιο,65= Δε χ Ιο, 65
a) Faktor, aus der Volumenkontraktion des Blutes nach Enteiweißung berechnet.a) Factor calculated from the volume contraction of the blood after deproteinization.
b) Faktor, welcher den durchschnittlichen Glxicosegehalt von 4 % in Inulin berücksichtigt.b) Factor, which the average glxicose content of 4% taken into account in inulin.
Bei Anwesenheit von freier Fructose im Blut muß diese in einem getrennten Testansatz ohne Perchlorsäurebehandlung bestimmt werden.If free fructose is present in the blood, this must be carried out in a separate test batch without perchloric acid treatment to be determined.
Die übrigen Reaktionsbedingungen entsprechen denen von Beispiel 1.The other reaction conditions correspond to those of Example 1.
ORIGINAL INSPiCTEÖORIGINAL INSPiCTEÖ
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